菱角为生长在池沼和湖泊浅水之中药食同用的菱科菱属植物〔1〕,民间用于治疗溃疡,胃癌及食道癌等疾病〔2〕。本研究前期工作通过传统水蒸气蒸馏法对菱角挥发油进行了提取,对菱角的化学成分和药效学进行了试验研究〔3, 4, 5, 6, 7〕。为进一步了解菱角成分并解释其药效学物质基础,充分利用菱资源,采用超临界二氧化碳(SFE-CO2 ) 萃取方法对菱仁挥发油进行了提取,并运用气相色谱- 质谱(GC-MS) 联用仪进行成分分析〔8, 9, 10〕,结果报告如下。
1 材料与方法 1.1 主要仪器与试剂HA221-50-06 超临界流体萃取仪 (南通华安超临界萃取有限公司) ; TRACE-MS 型气相色谱 -质谱联用仪(美国Finnigan 公司) ; AB104 型电子天平(瑞士Mettle Toledo 公司) 。CO2 (食用级,液态纯度为99.99%) 、 乙醚、无水硫酸钠等均为分析纯。所用菱角均采自吉林省大安县,并经吉林农业大学樊绍钵教授鉴定为东北菱(Trapa manshurica Fler) 。
1.2 方法 1.2.1 菱仁的预处理将完整菱仁置于室温晾干,粉碎并过 100 目筛,得到菱仁粉末,备用。
1.2.2 SFE-CO2 萃取称取2.6 kg 菱仁粉盛入5 L 萃取釜,萃取温度40 ℃,分离温度45 ℃,萃取压力30 MPa,分离压力12 MPa,CO2 流量15 ~ 20 kg /h,待各条件稳定后开始等压循环萃取,共萃取6 h,每小时接取1 次萃取物。最后将萃取物溶于50 mL 乙醚,无水硫酸钠干燥,4 ℃冰箱存放,用于 GC-MS 检测。
1.2.3 挥发油GC-MS 检测条件气相色谱: HP-5MS 弹性石英毛细管柱(30 m × 0.25 mm × 0.25 μm) ; 进样口温度 280 ℃; 起始柱温80 ℃,保持1 min,以20 ℃ /min 升至280 ℃,保持15 min; 载气: 氦气,流量1.0 mL/min; 分流比30: 1; 进样量1 μL。质谱: EI 离子源; 电子能量70 eV; 界面温度280 ℃; 离子流温度180℃。扫描范围: 33 ~ 600 U。得油率
= × 100%。
超临界萃取6 h,共收集6.056 g 淡黄色透明油状液体(以第1 h 出油最多) ,得油率为0.23%。
2.2 GC-MS 分析鉴定结果按照前述步骤进行试验,得出菱仁的总离子流图,对图中的各峰进行质谱扫描,在标准质谱图库中检索并进行人工谱图解析,利用GC-MS 分离出25 个组分,鉴定了这些化合物并通过面积归一化法计算了各个组分的相对百分含量,含量最高者为亚油酸(47.166%) ,其次为棕榈酸(19.229%) ,三甲基硅甲醇(15.262%) 。可见菱仁挥发油中主要含有脂肪酸类物质,占挥发油的66.395%。另外,挥发油中还检出醇类、烷烃类、酮类及萜烯类等物质。
3 讨 论菱仁中含有大量挥发油,以前较多采用水蒸气蒸馏法,但是水蒸气蒸馏法提取时间长,温度高,容易造成有效成分的损失,且在实验过程中,挥发油与水有严重的乳化现象。超临界 CO2 提取(SFE-CO2 ) 是近年来发展较快的一种提取技术,其提取效率高,速度快,温度低,尤其适用于热不稳定物质和极性较低物质的提取。
本试验结果表明,超临界流体萃取法较适合菱仁挥发油的提取,可以得到较理想的挥发油; 该方法对菱仁的提取率是水蒸气蒸馏法提取菱仁挥发油得油率(0.069%) 的3 倍多。
菱仁中含有高达47%的亚油酸,而亚油酸是营养价值较高的物质,因此菱仁可以看作较好的食用植物油; 另外,亚油酸也具有较多的药用和保健价值,也可以当作药物及保健食品来开发利用。
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2011, Vol. 27
